Investigación de nuevas técnicas de mantenimiento de parques eólicos

Abstract

[Resumen]

En los últimos años las energías renovables han sido propuestas como una solución al consumo de combustibles fósiles. En particular, la generación de energía eléctrica se ha incrementado de una forma espectacular en parques eólicos. Por todo esto, nuevas investigaciones que implementen la eficiencia de estos equipos y su mantenimiento correspondiente se hacen cada vez más necesarias.

Por otra parte, para conocer la marcha de un proceso y decidir si debemos realizar algún tipo de actuación es necesario definir los principales parámetros que nos permitan evaluar los resultados que se están obteniendo en el área de mantenimiento.

Para definir los datos más importantes se utilizan índices que han de ser precisos y cuantificados en base a la experiencia y la tasa de aprendizaje de las instalaciones estudiadas. Un indicador es un parámetro numérico que facilita la información sobre un factor crítico identificado en las instalaciones, en los procesos o en las personas respecto a la percepción de las mismas en cuanto a coste, calidad y plazos de desarrollo. Hay que tener cuidado en su elección puesto que corremos el riesgo de utilizar como tales una serie de números que no nos aporten ninguna información útil.

En los últimos años se han realizado diferentes estudios en cuanto a la aplicación de estos indicadores al mantenimiento y, en particular, a su implantación en la producción de energía eólica. Esto es debido a que son unas instalaciones relativamente nuevas en las que no se tiene la experiencia necesaria para haber definido un sistema de mantenimiento óptimo de las mismas.

Así mismo, puesto que la generación de energía en parques eólicos es dependiente de un factor natural y variable como es el viento, además de los índices que se puedan obtener de una instalación se hace necesario un análisis profundo del desarrollo de las gamas de mantenimiento y del comportamiento que tendrán los aerogeneradores con los futuros cambios metereológicos para conseguir una buena eficiencia en los parques eólicos.

Se extrae de todo lo expuesto anteriormente que existe la necesidad de desarrollar unos algoritmos de predicción eficaces y así poder definir un nuevo procedimiento a seguir a la hora de mejorar el mantenimiento de parques eólicos por medio de gráficos de control y el control estadístico de procesos. Éste será el principal objetivo de esta tesis.

La eficiencia energética sigue siendo a día de hoy un tema de gran interés para todos los sectores de la economía. En la presente tesis se ha obtenido una nueva metodología para la optimización del mantenimiento en parques eólicos basada en las diferentes técnicas de mantenimiento.

Dentro del mantenimiento por diagnosis, se ha obtenido que el VBA es una herramienta de gran interés para el diseño de nuevas técnicas de software de ingeniería y para aplicar los métodos de aprendizaje.

Igualmente, dentro del mantenimiento predictivo, se ha obtenido nuevos algoritmos de control basados en las condiciones climáticas para pronosticar averías y mejorar el mantenimiento de los sistemas de monitorización a distancia. De esta manera, ha sido seleccionado el análisis de la varianza (ANOVA) para definir los grupos de fallos bajo las mismas condiciones climáticas. Los resultados han mostrado una clara relación entre los grupos de averías del mantenimiento y las condiciones climáticas en las que ocurre.

Por otra parte, esta tesis ha analizado las condiciones reales bajo un punto de vista de la calidad total con el fin de ayudar a mejorar el mantenimiento. El coste de mantenimiento de un parque eólico depende de las condiciones climáticas, por lo que se podrían predecir una vez que se conozcan las condiciones climáticas en el futuro.

Trabajos previos de investigación han mostrado cierta tendencia a que el coste de mantenimiento de un parque eólico depende de las condiciones meteorológicas que podrían ser previstas una vez que se conozcan los patrones climáticos en el futuro.

Para demostrar la verdadera relación entre el mantenimiento de parques eólicos y las condiciones climáticas se han analizado cuatro parques eólicos reales desde una perspectiva de calidad total.